玉石纤维是运用萃取和纳米技术，使玉石和其他矿物质材料达到亚纳米级粒径，然后熔入涤纶纺丝熔体中，经纺丝加工制成。玉石和其他矿物质粒子的加入赋予了玉石纤维很多独特的功能，如保健、降温、抗菌等。每一根玉石纤维都呈内外贯穿的蜂窝状微孔结构，这种独特的微孔中空结构使得纤维的比表面积增加，毛细管芯吸效果好，从而提高了纤维的表面性能，使其具有吸湿、排汗、快干的特性。图1为玉石纤维的形态结构。由于玉石能够改善血液微循环，促进新陈代谢，带走热量，从而达到降温效果，穿着玉石纤维制成的织物，人体感觉有较好的凉爽感，特别适合在炎热的夏季或运动时穿着。试验证明，温度在32℃以上时，玉石纤维织物能降温1.2～2.0℃，是T恤、贴身内衣、运动衣等面料的最佳材料。本文就玉石纤维热湿舒适性两个重要指标保暖性和透湿性进行研究，并分析了影响其保暖性和透湿性的因素。
1实验
1.1实验环境实验在恒温恒湿的室内进行，温度为23±1℃，湿度65%±2%，风速≤0.1m/s。
1.2实验材料选择涤纶、莫代尔、涤棉、棉+超细丙纶且织物规格和玉石纤维织物较相近的4种织物，分别作保暖性和透湿性的对比测试。5种织物成分与规格见表1。
1.3测试仪器与方法
1.3.1保暖性测试
(1)干燥状态下织物保暖性测试。用PBW-25智能平板式织物保温仪测定。
(2)汗湿状态下织物保暖性测试。选取一块吸湿性强的针织物，润湿后覆盖在实验板表面模拟出汗状态的人体皮肤，用PBW-25智能平板式织物保温仪测定汗湿织物保暖性。
(3)空气层对织物保暖性影响测试。使用不同厚度的空气层支架，装在保温仪实验板上，将玉石纤维织物依次在不同厚度空气层下，用PBW-25智能平板式织物保温仪测定其保暖性。
1.3.2透湿性能测试用PBW-25智能平板式织物保温仪，模拟蒸发热板法测定织物透湿性能。选取一块吸湿性强的薄型针织物，润湿后覆盖在实验板表面模拟多孔电热实验板上的水分蒸发，测试织物的透湿性能。
2实验结果与分析
2.1保暖性分析评价织物保暖性指标有多种，这里采用克罗值来表示。织物的克罗值除了与纤维材料有关外，还与织物厚度有关，为了排除不同织物厚度对织物热阻的影响，将织物热阻值除以该织物厚度，得到单位厚度织物热阻值(clo•mm-1)来表示。
2.1.1干湿态条件下织物保暖性分析5种织物在干燥状态和汗湿状态下的单位厚度热阻值见表2。
(1)在织物呈干燥状态且内外表面存在温度差的情况下，热量的散失方式主要为传导散热。
5种织物中，涤纶和涤棉织物的干态热阻值接近，都比较大，说明涤纶纤维热传导性较差。棉+超细丙纶中由于混纺入了超细丙纶，热传导性比涤棉稍好，莫代尔为高湿模量的纤维素再生纤维，热传导性较好。玉石纤维的干态热阻值在5种织物里最小，因为玉石纤维呈内外贯穿的蜂窝状微孔中空结构，这种微孔中空结构使得纤维的比表面积增加，超大的比表面积增加了纤维的传导散热面积，且内外贯穿的蜂窝状微孔结构利于空气的对流，从而加快与外界热量的交换，因此具有良好的散热性能。
(1)润湿状态下，5种织物的热阻均明显下降，表明织物的润湿性对保暖性有很大的影响，被润湿的织物气孔中的大部分或一部分的空气被水汽所替换，水的热传导率远远高于纤维的热传导率，更比空气的热传导率大。所以从整体看来热传导率显著增加，即织物的保暖性大为降低。
其中棉+超细丙纶湿态热阻值最小，散热性能最好，这是因为棉纤维有很好的吸湿性能，而超细丙纶具有很好的导水性能，能快速将棉纤维吸收的水份导到织物外部蒸发，提高织物的散热速度。玉石纤维的湿态热阻值也较小，织物被浸湿时水分大多以中间水分形式存在，它呈水滴状态充满在织物纱线之间的空隙中，并且因毛细管现象沿着纱线纤维铺展，形成毛细水分，玉石纤维因其独特的微孔中空结构使得纤维的毛细管芯吸效果好，能迅速将织物内的毛细水分排出并在织物外表面蒸发，所以散热性能好。涤纶纤维由于吸湿性差，莫代尔虽吸湿性好但放湿性差，因而湿态下散热性能均不理想。{page_break}
2.1.2空气层对玉石纤维织物保暖性影响分析
人在穿着服装时，由于体表是一个不规则曲面，服装不可能完全贴合人体皮肤，人体和服装之间存在一定的空隙，即空气层。空气是热的不良导体，对服装的热阻有显著的影响，实验就空气层厚度对玉石纤维织物干态和湿态下热阻的影响进行了研究。图2为空气层厚度和织物热阻的变化关系曲线。
从图2中可以看出，干湿态条件下的热阻变化趋势类似。当织物紧贴热板时，测得的热阻值最小，当织物与热板之间有一定的空气层时，随着空气层的厚度增大，织物的热阻增大。在空气层厚度10mm以下，热阻增大趋势很明显，随着空气层继续增厚，热阻增大的趋势变缓，这是因为空气层厚度增大到一定程度时，空气对流加大。到空气层厚度为15mm时，热阻达到最高值。事实上，热对流时时存在，但是在空气层厚度15mm以下时，表现不明显，当空气层厚度增加到15mm以上时，空气分子活跃起来，对流作用明显，从而体现在热阻值的下降。因此热阻值随着层间空气厚度的增加先增大后减小。
2.2透湿性分析
由于透湿的过程中伴随着热的变化，因此，对织物的透湿性能进行评价时，通常采用透湿指数和热阻之比进行综合评定，透湿指数和热阻之比称为蒸发散热效能。蒸发散热效能是由美国陆军环境医学研究所的Goldman博士提出的透湿性能指标，计算公式如下：蒸发散热效能=im/Rt。
式中Rt──服装和边界层空气的总热阻;im──服装的透湿指数。热阻越大，蒸发散热效能越低;反之，蒸发散热效能越高。表3为5种织物的蒸发散热效能。
从表3可以看出，玉石纤维的蒸发散热效能最高，说明透湿性能比其他几种纤维好。玉石纤维的多微孔中空结构使得纤维的比表面积增加，表面能增高，表面吸附的水分子数多，吸湿性强。纤维表面的微孔贯通至中空部，水分可迅速地自纤维表面侵入到中空部，由于毛细效应可在中空部移动至外部，扩散入外层空间，快速蒸发到周围大气中去，使织物迅速干燥，达到较好的排汗、吸湿、快干的效果，特别适宜做人体大量出汗或炎热气候条件下穿用的服装面料或运动服面料。
3结语
实验表明，玉石纤维热阻值最小，散热性能明显优于其他4种纤维，有较好的凉爽感;透湿性也优良，有较好的排汗、吸湿、快干的效果，适合制作内衣、运动衣及导热散热性能要求高的夏季织物。
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